- 原子结构与性质
- 共16061题
（1）有A、B、C、D、E五种微粒：当A微粒失去3个电子后，电子层结构与氖原子相同；B微粒得到1个电子后，电子层结构与氩原子相同；C微粒带两个单位正电荷，核电荷数为12；D微粒有18个电子，当失去2个电子时显电中性；E微粒不带电，原子核中只有一个质子．请回答下列问题．
写出微粒的符号：A______、B______、C______、D______．
（2）6.02×1024个Na+约含______mol Na+，其质量为______g；4.5molCH4约含有______个CH4，其质量为______g．
正确答案
解：（1）氖原子有10个电子，根据题意知，A离子有10个电子，A微粒为原子，原子核外电子数=原子序数=阳离子的核外电子数+电荷数=10+3=13，所以是Al 元素；氩原子有18个电子，根据题意知，B微粒是原子有17个电子，原子中原子序数=核外电子数，所以该元素是 Cl 元素；阳离子原子序数=核电荷数=12，所以是镁元素，该微粒带带两个单位正电荷，所以是镁离子，即Mg2+；据题意知，D是带两个单位负电荷的离子，原子序数=核内质子数=核外电子数-电荷数=18-2=16，所以该微粒是 S2-；E微粒不带电，原子核中只有一个质子．所以该微粒是原子，质子数=原子序数=1，所以是H．
故答案为：Al；Cl；Mg2+；S2-；
（2）n=
m=nM=10mol×23g/mol=230g
N=nNA=4.5mol×6.02×1023个/mol=2.709×1024个（或4.5NA），
m=nM=4.5mol×16g/mol=72g
故答案为：10；230；2.709×1024（或4.5NA）；72．
解析
解：（1）氖原子有10个电子，根据题意知，A离子有10个电子，A微粒为原子，原子核外电子数=原子序数=阳离子的核外电子数+电荷数=10+3=13，所以是Al 元素；氩原子有18个电子，根据题意知，B微粒是原子有17个电子，原子中原子序数=核外电子数，所以该元素是 Cl 元素；阳离子原子序数=核电荷数=12，所以是镁元素，该微粒带带两个单位正电荷，所以是镁离子，即Mg2+；据题意知，D是带两个单位负电荷的离子，原子序数=核内质子数=核外电子数-电荷数=18-2=16，所以该微粒是 S2-；E微粒不带电，原子核中只有一个质子．所以该微粒是原子，质子数=原子序数=1，所以是H．
故答案为：Al；Cl；Mg2+；S2-；
（2）n=
m=nM=10mol×23g/mol=230g
N=nNA=4.5mol×6.02×1023个/mol=2.709×1024个（或4.5NA），
m=nM=4.5mol×16g/mol=72g
故答案为：10；230；2.709×1024（或4.5NA）；72．
《物质结构与性质》模块
二茂铁（C5H5）2Fe是由一个二价铁离子和2个环戊烯基负离子构成，它的发现可以说是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了金属有机化合物研究的新领域，促进了金属有机化学的发展．二茂铁可以用还原铁粉与环戊二烯在氮气氛围中发生反应而制得：2C5H6+Fe（还原铁粉）
请回答下列问题：
（1）写出二价铁离子的基态电子排布式：______；
（2）二茂铁的熔点是173℃（在100℃时开始升华），沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非极性溶剂．据此可推断二茂铁晶体为______晶体，由此可进一步推知，在二茂铁结构中，C5H5-与Fe2+之间形成的化学键类型是______；
（3）环戊二烯的结构式为：
（4）原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征．与N2分子互为等电子体的二价阴离子是______（填化学式），其电子式是______．
正确答案
解：（1）铁的原子序数是26，其核外电子数是26，铁原子失2个电子生成亚铁离子，根据构造原理知亚铁离子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d6，故答案为：1s22s22p63s23p63d6；
（2）熔沸点较低的晶体一般为分子晶体，所以可推断二茂铁晶体为分子晶体，碳原子含有孤电子对，铁含有空轨道，所以碳原子和铁原子之间形成配位键，故答案为：分子；配位键；
（3）1号碳原子含有4个σ 键且不含孤电子对，2、3、4、5号原子含有3个σ 键且不含孤电子对，所以采取sp3杂化的是1号碳原子，乙烯分子中所有有处于同一平面上，乙炔分子中所有原子处于同一直线上，所以
（4）与氮气等电子体的是C22-，根据氮气分子的电子式知其电子式为：
解析
解：（1）铁的原子序数是26，其核外电子数是26，铁原子失2个电子生成亚铁离子，根据构造原理知亚铁离子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d6，故答案为：1s22s22p63s23p63d6；
（2）熔沸点较低的晶体一般为分子晶体，所以可推断二茂铁晶体为分子晶体，碳原子含有孤电子对，铁含有空轨道，所以碳原子和铁原子之间形成配位键，故答案为：分子；配位键；
（3）1号碳原子含有4个σ 键且不含孤电子对，2、3、4、5号原子含有3个σ 键且不含孤电子对，所以采取sp3杂化的是1号碳原子，乙烯分子中所有有处于同一平面上，乙炔分子中所有原子处于同一直线上，所以
（4）与氮气等电子体的是C22-，根据氮气分子的电子式知其电子式为：
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍（原子序数比铁大2）或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的价层电子排布式______．
（2）与镍同族的钴（Co）可形成分子式均为Co（NH3）5BrSO4的两种配合物，其中一种化学式为[Co（NH3）5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液时，将产生______现象；往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，无明显现象，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为______．
（3）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、硫化锌及铜锢硒薄膜电池等．
①第一电离能：As______Se（填“＞”、“＜”或“=”）．②二氧化硒分子的空间构型为______．
（4）金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如图，请在图中用箭头表示出配位键．该配合物的配位原子是______，配位数为______．
正确答案
解：（1）28号元素镍，核外有28个电子，根据构造原理知其基态镍原子的核外电子排布式的简化形式为：[Ar]3d84s2，故答案为：[Ar]3d84s2；
（2）一种化学式为[Co（NH3）5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液，发生反应SO42-+Ba2+=BaSO4往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，无明显现象，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，该配合物能电离出Br-，则其化学式为：[Co（NH3）5SO4]Br；故答案为：白色沉淀；[Co（NH3）5SO4]Br；
（3）As和Se属于同一周期，且As属于第VA族，Se属于第VIA族，所以第一电离能As＞Se，二氧化硒分子中价层电子对=2+
（4）配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以该配合物中的配位键为
解析
解：（1）28号元素镍，核外有28个电子，根据构造原理知其基态镍原子的核外电子排布式的简化形式为：[Ar]3d84s2，故答案为：[Ar]3d84s2；
（2）一种化学式为[Co（NH3）5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液，发生反应SO42-+Ba2+=BaSO4往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，无明显现象，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，该配合物能电离出Br-，则其化学式为：[Co（NH3）5SO4]Br；故答案为：白色沉淀；[Co（NH3）5SO4]Br；
（3）As和Se属于同一周期，且As属于第VA族，Se属于第VIA族，所以第一电离能As＞Se，二氧化硒分子中价层电子对=2+
（4）配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以该配合物中的配位键为
具有下列电子排布式的原子中，半径最小的是（ ）
正确答案
解析
解：A是P元素，B是N元素，C是C元素，D是S元素，
C和N元素有2个电子层，P和S元素有3个电子层，所以P和S元素原子半径大于C和N元素，C和N属于同一周期，且N元素原子序数大于C，根据元素周期律知，C的原子半径大于N元素，所以原子半径最小的是N元素，
故选B．
下面是一些原子的2p能级和3d能级中电子在原子轨道上的排布情况，其中正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A．同一轨道自旋方向相同，违反泡利不相容原理，故A错误；
B.2p能层有3个电子，应在3个不同的轨道，不符合洪特规则，故B错误；
C．3d能级有8个电子，应在5个不同的轨道，违反了洪特规则，故C错误；
D．符合洪特规则、泡利不相容原理，故D正确．
故选D．
已知X、Y、Z都是短周期的元素，它们的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层的三倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则：
（1）X是______，Y是______，Z是______．（填元素符号）
（2）由Y和Z组成，且Y和Z的质量比为7：20的化合物的化学式（分子式）是______．
（3）由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是______和______．
（4）X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子的个数比为4：2：3，该盐的化学式（分子式）是______．
正确答案
H
N
O
N2O5
OH-
NH4+
NH4NO3
解析
解：（1）根据X、Y、Z都是短周期的元素，得这三种元素的原子序数小于等于18；X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，每个电子层上最多排2n2个电子，如果电子层数是1，核外电子数是1，符合题意，如果电子层数是2，核外电子数是2，不符和核外电子排布规律，应舍去；如果电子层数是3，核外电子数是3，不符合核外电子排布规律，舍去；所以X是H元素．
由Z原子的最外层电子数是次外层的三倍，如果次外层的电子数是2，最外层6个电子，符合核外电子排布规律；如果次外层是8个电子，最外层是24个电子，不符合核外电子排布规律，应舍去，所以Z是O元素．
由X、Y、Z都是短周期的元素，它们的原子序数依次递增，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，知Y是N元素．
所以X、Y、Z分别是H、N、O．
故答案为：H、N、O．
（2）Y和Z的质量比为7：20，其原子个数比为
某元素电子构型为[Xe]4f46s2，其应在（ ）
正确答案
解析
解：某元素电子构型为[Xe]4f46s2，该元素为Nd元素，符合处于f区外围电子排布为（n-2）f1～14 ns1～2，处于周期表第六周期ⅢB族的镧系，处于f区，
故选D．
两种粒子的核外电子排布相同，核电荷数不同，则它们可能是（ ）
正确答案
解析
解：A、不同元素的原子，电子数肯定不同，故A错误；
B、不同元素的离子，如Na+和Mg2+，都是离子，而且质子数不同，电子数相同，但是不同元素的原子和离子，如Ne和Na+，也是成立的，故B错误；
C、同一元素，质子数就一定相同，故C错误；
D、一种元素的原子和另一种元素的离子，可以是不同质子数、相同电子数的两种粒子，如Ne和Na+，故D正确．
故选D．
（1）第ⅢA、ⅤA元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似．Ga原子的电子排布式为______．在GaN晶体中，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为______．在四大晶体类型中，GaN属于______晶体．
（2）铜、铁元素能形成多种配合物．微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有______的原子或离子
（3）CuCl2溶液与乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）可形成配离子：请回答下列问题：
①H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是______．
②SO2分子的空间构型为______．与SnCl4互为等电子体的一种离子的化学式为______
③乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为______．乙二胺和三甲胺[N（CH3）3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是______．
④（3）中所形成的配离子中含有的化学键类型有______．
a．配位键 b．极性键 c．离子键 d．非极性键
⑤CuCl的晶胞结构如图所示，其中Cl原子的配位数为______．
正确答案
解：（1）Ga原子是31号元素，Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1；GaN晶体结构与单晶硅相似，GaN属于原子晶体，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1；正四面体；原子；
（2）微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子或离子，
故答案为：能够接受孤电子对的空轨道；
（3）①在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强，同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱，可知电负性强弱顺序为O＞N＞H，
故答案是：O＞N＞H；
②SO2分子中含有2个δ键，孤电子对数=
故答案为：V形； SO42-、SiO44-等；
③乙二胺分子中氮原子形成4个δ键，价层电子对数为4，氮原子为sp3杂化，乙二胺分子间可以形成氢键，物质的熔沸点较高，而三甲胺分子间不能形成氢键，熔沸点较低，
故答案为：sp3杂化；乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键；
④）②中所形成的配离子中含有的化学键中N与Cu之间为配位键，C-C键为非极性键，C-N、N-H、C-H键为极性键，不含离子键，
故答案为：abd；
⑤从CuCl的晶胞可以判断，每个铜原子与4个Cl距离最近且相等，即Cu的配位数为4，根据化学式可知Cl的配位数也为4，
故答案为：4．
解析
解：（1）Ga原子是31号元素，Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1；GaN晶体结构与单晶硅相似，GaN属于原子晶体，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1；正四面体；原子；
（2）微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子或离子，
故答案为：能够接受孤电子对的空轨道；
（3）①在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强，同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱，可知电负性强弱顺序为O＞N＞H，
故答案是：O＞N＞H；
②SO2分子中含有2个δ键，孤电子对数=
故答案为：V形； SO42-、SiO44-等；
③乙二胺分子中氮原子形成4个δ键，价层电子对数为4，氮原子为sp3杂化，乙二胺分子间可以形成氢键，物质的熔沸点较高，而三甲胺分子间不能形成氢键，熔沸点较低，
故答案为：sp3杂化；乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键；
④）②中所形成的配离子中含有的化学键中N与Cu之间为配位键，C-C键为非极性键，C-N、N-H、C-H键为极性键，不含离子键，
故答案为：abd；
⑤从CuCl的晶胞可以判断，每个铜原子与4个Cl距离最近且相等，即Cu的配位数为4，根据化学式可知Cl的配位数也为4，
故答案为：4．
下列能级中轨道数为5的是（ ）
正确答案
解析
解：s能级有1个原子轨道，p能级有3个原子轨道，d能级有5个原子轨道，f能级有7个原子轨道，则能级中轨道数为5d能级．
故选C．
某元素基态原子的外围电子排布为3d54s2，则下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、价电子构型为3d54s2的元素，原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2的元素，其质子数为25，为Mn元素，故A正确；
B、最大能层数为4，因此该元素原子核外有4个能层，故B正确；
C、该元素的原子最外层有2个电子，故C错误；
D、核外电子最后排入的能级为3d，属于d区元素，故D正确；
故选C．
现代高速发展的工农业生产中，氮元素及其化合物在某些领域有着重要的作用．请回答下列问题：
（1）氮元素基态原子的价电子排布式为______
（2）氮气化学性质相对稳定，是由于分子中氮原子之间存在着______个σ键和______π键
（3）在周期表中，磷与氧和氮元素相邻，试比较：
氮原子的第一电离能______（填大于、小于或等于）氧原子的第一电离能，原因是______
（4）工业生产中，以液态形式储存氮的氢化物，其原因是：______
（5）2008的秋天，毒奶粉事件震惊全国，这主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺（
列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是______．
A．所有碳原子采用sp2杂化，所有氮原子采用sp3杂化
B．一个分子中共含有15个σ键
C．属于极性分子，故极易溶于水
D．形成的晶体熔点较高．
正确答案
解：（1）N原子原子序数是7，其最外层电子就是其价电子，根据构造原理知，其价电子排布式为2s22p3，故答案为：2s22p3；
（2）共价单键是σ键，共价双键中含有一个σ键和一个π键，共价三键中含有1个σ键和2个π键，氮气分子中氮原子间存在氮氮三键，所以含有1个σ键和2个π键，故答案为：1；2；
（3）电子处于半满、全满或全空时原子最稳定，N原子的2p能级是半满的较稳定状态，O原子的2p能级是2P4的不稳定状态，易失去一个电子，所以氮原子的第一电离能大于氧原子的第一电离能，
故答案为：大于；N原子的2p能级是半满的较稳定状态，O原子的2p能级是2P4的不稳定状态，易失去一个电子；
（4）由于N的电负性较大，氮原子有未成键的孤对电子，分子间能形成氢键，氢键的存在导致氨气易液化，所以氨是一种易液化的气体，
故答案为：N的电负性较大，氮原子有未成键的孤对电子，分子间能形成氢键，故氨是一种易液化的气体；
（5）A．所有碳原子采用sp2杂化，环上的氮原子采用sp2杂化，氨基氮原子采用sp3杂化，故A错误；
B．一个分子中共含有15个σ键，3个π键，故B正确；
C．该分子正负电荷重心重合，属于非极性分子，根据相似相溶原理知，该分子不易溶于水，故C错误；
D．该晶体属于分子晶体，所以形成的晶体熔点高低，故D错误；
故选B．
解析
解：（1）N原子原子序数是7，其最外层电子就是其价电子，根据构造原理知，其价电子排布式为2s22p3，故答案为：2s22p3；
（2）共价单键是σ键，共价双键中含有一个σ键和一个π键，共价三键中含有1个σ键和2个π键，氮气分子中氮原子间存在氮氮三键，所以含有1个σ键和2个π键，故答案为：1；2；
（3）电子处于半满、全满或全空时原子最稳定，N原子的2p能级是半满的较稳定状态，O原子的2p能级是2P4的不稳定状态，易失去一个电子，所以氮原子的第一电离能大于氧原子的第一电离能，
故答案为：大于；N原子的2p能级是半满的较稳定状态，O原子的2p能级是2P4的不稳定状态，易失去一个电子；
（4）由于N的电负性较大，氮原子有未成键的孤对电子，分子间能形成氢键，氢键的存在导致氨气易液化，所以氨是一种易液化的气体，
故答案为：N的电负性较大，氮原子有未成键的孤对电子，分子间能形成氢键，故氨是一种易液化的气体；
（5）A．所有碳原子采用sp2杂化，环上的氮原子采用sp2杂化，氨基氮原子采用sp3杂化，故A错误；
B．一个分子中共含有15个σ键，3个π键，故B正确；
C．该分子正负电荷重心重合，属于非极性分子，根据相似相溶原理知，该分子不易溶于水，故C错误；
D．该晶体属于分子晶体，所以形成的晶体熔点高低，故D错误；
故选B．
下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
A、主族元素原子的外围电子排布为ns1～2、ns2np1～6，因此主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级或p能级，故A正确；B、NH4+和CH4的原子数、价电子数都相等，属于等电子体，中心原子的价层电子对数均为4，因此空间构型都是正四面体，故B正确；
C、H2O中H只满足2个电子的稳定结构，BF3中B所含电子数为3+3=6个，NCl3中N、Cl所含电子数为5+3=8、7+1=8，故C正确；
D、向盛有硫酸铜溶液的试管里加入过量氨水，得到蓝色溶液，该反应的离子方程式为：Cu2++4NH3•H2O═[Cu（NH3）4]2++4H2O，因此无Cu（OH）2蓝色沉淀，故D错误；
故选D．
下列物质所含原子都形成8 电子稳定结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A、H2O中O元素化合价为-2，O原子最外层电子数为6，所以2+6=8，O原子满足8电子结构；H元素化合价为+1，H原子最外层电子数为1，所以1+1=2，H原子不满足8电子结构，故A错误；
B、PCl5中P元素化合价为+5，P原子最外层电子数为5，所以5+5=10，P原子不满足8电子结构；Cl元素化合价为-1，Cl原子最外层电子数为7，所以1+7=8，Cl原子满足8电子结构，故B错误；
C、Na2O2要依据其电子式确定，Na2O2是钠离子和过氧根离子构成的离子化合物，钠离子失电子形成阳离子，过氧根离子得到电子形成阴离子，电子式为
D、C6H6中H元素化合价为+1，H原子最外层电子数为1，所以1+1=2≠8，故D错误．
故选：C．
下列有关原子轨道的能量或个数的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A.3d表示第三电子层d轨道，故A错误；
B．根据构造原理知，同一原子中，原子轨道能量1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d…，故B正确；
C．同一原子中，不同能层s轨道形状相同，但能量不同，故C错误；
D．同一原子中，能层相同但能级不同其原子轨道能量也不同，如2s、2p能层相同，但能级不同导致其轨道能量不同，故D错误；
故选B．
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